等离子光氧一体机去除室内污染物研究现状及技术基本原理

发布时间：2022-06-04

其一、等离子光氧一体机去除室内污染物研究现状
对于纳米光催化空气净化技术的研究，众多研究一方面主要集中在提高催化齐」活性和降低能带方面，另一方面是通过将光催化与其他技术联用以提高污染物去除效果：
(1)等离子光氧一体机在提高催化剂活性和降低能带方面：主要通过掺杂金属离子，贵金属，复合半导体等来减小电子与空穴的复合，降低带隙能带来提高光催化效率。
(2)在催化剂活性前提下，为提高污染物的污染物的去除效果，主要通过将光催化技术与活性炭吸附和臭氧净化相结合的研究：在光催化技术与活性炭技术相结合研究方面：做了大量工作，通过分析流速、初始浓度、湿度等对污染物去除效果的影响，结果发现光催化技术在污染物浓度较高条件下光催化反应效率较高，而在污染物浓度较低条件下的污染物光催化去除效果不明显；为了提高低浓度下污染物光催化净化效率，通过将纳米Ti02负载不同的活性炭载体上，进行光催化去除甲醛的实验，结果表明，在无活性碳存在时，甲醛去除率25%左右，而活性炭网存在时去除率可达75%，同时光催化作用延长了活性炭的吸附活性，但是随着来流气体速度的增加，以活性炭网载体为例，0.44cm/s时，甲醛的去除率可达71%左右，而在流速增加到1Cm/S时，去除率仅为45%左右，去除效果随流速增加而下降，尽管活性炭发挥了吸附作用，对污染物去除效果的提高起到了作用，但是对于去除率和处理量的提高仍然是有限的；均守光催化与活性炭相结合对苯等污染物进行了去除实验，在流速为1.18cm/s时，无活性碳存在时，苯的去除率仅为17%左右，而活性炭存在时其去除率可达52%左右，结果表明在利用活性炭的吸附功能在催化剂表面形成局部的，对于提高污染物的去除效果起到了作用，但发现两种技术相结合污染物去除率的提高也有限，且污染物反应流速(即处理量)较小，气体流速大多在0.07cm/s一1.18cm/s之间。
即随着污染物流量的增加与流速的加快，光催化的去除效果下降，尽管活性炭的存在提高提高了污染物的局部，但是对于污染物的去除量仍然受到限制。
在光催化与臭氧净化技术相结合研究方向：光催化与臭氧相结合，对进行去除实验，利用臭氧产生的强性的氧原子对污染物进行去除，结果表明在入口量为5ppmv时，单独光催化作用时，去除率为82%左右，而与臭氧共同作用时，去除率可达左右，当入口浓度20ppmv时，单独光催化作用时，去除率仅为16%左右，而与臭氧相结合时，去除率可达到78%左右；光催化技术与臭氧相结合对甲醛进行去除实验，通过有无臭氧的对比情况的对比，在低浓度1.84mg/m3时光催化去除率73.6%，在臭氧存在时去除率可达79.4%，在24mg/m3时，光催化去除率为43.4%，有臭氧存在时去除率为72%，可知臭氧的存在地提高了污染物的去除的去除效果，但臭氧本身是一种对人体的污染物，对于室内空气净化，实际应用过程中应严格控制参与反应后臭氧的残余量，以减少对人体的二次污染。另外在对甲醛进行去除时，甲醛的来流速度为1.06cm/s，处理量也受到限制，因而应采用的结合技术提高室内污染物低浓度下去除量是光催化技术实际应用的关键。
其二、等离子净化设备技术与光催化技术结合去除污染物的基本原理
通过浸渍的方法将催化剂P25负载于活性炭网上，形成催化剂膜。室内污染物浓度与工业排放浓度相差甚远，活性炭网在负载催化剂的同时提高污染物的局部浓度，等离子净化设备在结合作用时，光催化与等离子体同时作用于局部浓度较高的污染物，除外在光源对催化剂起到激发外，等离子体产生过程中碰撞电离过程中产生的能级跃迁所释放出来的光能在387.5nm以下的紫外光，因而具有激发纳米颗粒产生空穴和电子的作用；在强电场作用下，电子的定向运动有利于减小电子空穴的复合；光催化对甲醛的去除具有不性，等离子体的存在，可对污染物进一步进行电离，因而可以提高污染物的去除程度；等离子体在应用过程中不可避免的会产生对人体的臭氧，活性炭网上如负载合适的催化剂可加快臭氧的，提供多的活性粒子氧原子，因而结合作用去除污染物是通过光催化与等离子体的共同作用来实现的，即在利用各自去除污染物的特性同时，彼此之间能够克服缺陷，提高污染物的处理量和去除的程度，加快光催化技术和低温等离子体技术的产业化进程。